package middle;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 18. 四数之和
 * 给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，
 * 判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？
 * 找出所有满足条件且不重复的四元组。
 *
 * 注意：
 *
 * 答案中不可以包含重复的四元组。
 *
 * 示例：
 *
 * 给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。
 *
 * 满足要求的四元组集合为：
 * [
 *   [-1,  0, 0, 1],
 *   [-2, -1, 1, 2],
 *   [-2,  0, 0, 2]
 * ]
 * */
public class FourNumSum {
    // 基于三数之和解法的思路 时间复杂度(O^3)
    public List<List<Integer>> solve(int[] nums, int target){
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int len = nums.length;
        if(len < 4){
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int a, b, c, d;
        for (a = 0; a <= len - 4; a++) {
            // 确保a的值不重复
            if(a > 0 && nums[a] == nums[a-1]) continue;
            for (b = a + 1; b <= len - 3; b++) {
                // 确保b的值不重复
                if(b > a + 1 && nums[b] == nums[b-1]) continue;
                c = b + 1;
                d = len - 1;
                while(c < d){
                    if(nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] < target){
                       c++;
                    }else if(nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] > target){
                        d--;
                    }else {
                        res.add(Arrays.asList(nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]));
                        while(c < d && nums[c+1] == nums[c]) c++;
                        while(d > c && nums[d-1] == nums[d]) d--;
                        c++;
                        d--;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
    // main
    public static void main(String[] args) {
        FourNumSum f = new FourNumSum();
        List<List<Integer>> res = f.solve(new int[]{0,0,0,0}, 0);
        System.out.println(Arrays.toString(res.toArray()));
    }
}
